DE1108986B - Method and device for covering peak and momentary loads in the power supply when generating electricity by gas turbines with upstream propellant gas generators by means of additional combustion of fuel in an intermediate combustion chamber - Google Patents

Method and device for covering peak and momentary loads in the power supply when generating electricity by gas turbines with upstream propellant gas generators by means of additional combustion of fuel in an intermediate combustion chamber

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DE1108986B
DE1108986B DEE18253A DEE0018253A DE1108986B DE 1108986 B DE1108986 B DE 1108986B DE E18253 A DEE18253 A DE E18253A DE E0018253 A DEE0018253 A DE E0018253A DE 1108986 B DE1108986 B DE 1108986B
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    • F02C6/02Plural gas-turbine plants having a common power output

Description

Verfahren und Einrichtung zur Deckung von Spitzen- und Momentanbelastungen in der Stromversorgung bei Stromerzeugung durch Gasturbinen mit vorgeschalteten Treibgaserzeugern mittels Zusatzverbrennung von Brennstoff in einer zwischengeschalteten Brennkammer Der Spitzencharakter der öffentlichen Stromversorgung ist in allen Kulturländern in den letzten zehn Jahren immer ausgeprägter hervorgetreten. Die Dekkung der Spitzenlast mit ihren kurzen jährlichen Benutzungsstunden (500 bis 1000 h/a) ist deshalb überall zu einem technisch-wirtschaftlichen Problem geworden, das laufend auf die verschiedenste Weise zu lösen versucht wird. Mit billigem Nachtstrom wird in Pumpspeicherwerken Wasser in hochliegende Becken gefördert, von denen aus in Zeiten der Spitzenlast Turbinen das Gefälle verarbeiten. Die Gestehungskosten solcher Anlagen belaufen sich je nach den örtlichen Gegebenheiten meist auf 1200,- bis 2000,- DM/kW. So hat z. B. das Ende 1958 in Betrieb gekommene Pumpspeicherwerk Geesthacht mit 105 MW installierter Leistung, die binnen 90 Sekunden voll einsetzbar ist, in der Anlage 1600,- DM/ kW gekostet. Außerdem werden Speicherwerke mit natürlichem Zulauf aus Flüssen oder aus Hangwässern in den Bergen gebaut. Ende 1958 sind z. B. in der französischen Schweiz die Speicherwerke Grande Dixence und Mauvoisin errichtet worden, die zusammen eine installierte Leistung von etwa 110 MW umfassen und mit der Schwergewichts- bzw. der Bogenmauer der Speicherseen sowie einschließlich der entsprechenden Geländeerschließung Anlagekosten in Höhe von rund 2000,- DM/kW beansprucht haben. Derartige Anlagen stellen - vor allem, wenn Speicherseen großen Wasserinhalts in Mittelgebirgen entstehen sollen - einen erheblich störenden Eingriff in die natürliche Landschaft dar, der mittelbar noch mit zusätzlichen Kosten belastet ist. Schließlich werden noch ältere Wärmekraftwerke in den bekannten Stunden der täglichen Höchstlast unter Dampf gehalten, um beim Auftreten dieser Höchstlast zusätzlich das Netz speisen zu können. Sie werden noch unterstützt durch moderne Dampfkraftwerke, die besonders für die Spitzenlastdeckung ausgelegt werden und heute 600,- bis 700,- DM/kW einschließlich Abspannwerk kosten. Auch die Gasturbine im offenen, im geschlossenen oder im kombinierten Prozeß wird - allerdings bis heute nur in beschränktem Umfang - zur Spitzenlastdeckung herangezogen.Process and device for covering peak and momentary loads in the power supply when generating electricity by gas turbines with upstream Propellant gas generators by means of additional combustion of fuel in an intermediate Combustion chamber The top character of the public power supply is in all cultural countries has become more and more prominent over the past ten years. Covering the peak load with its short annual usage hours (500 to 1000 h / a) is therefore everywhere has become a technical and economic problem that is constantly changing Way is tried to solve. With cheap night electricity is in pumped storage plants Water pumped into high-lying basins, from which at times of peak load Turbines process the gradient. The prime costs of such systems amount to depending on the local conditions, usually between 1200, - and 2000, - DM / kW. So had z. B. The Geesthacht pumped storage plant with 105 MW, which came into operation at the end of 1958 installed power, which can be fully used within 90 seconds, in the system 1600 DM / kW cost. In addition, storage plants with a natural inflow are made Rivers or slope waters built in the mountains. At the end of 1958 z. B. in the French Switzerland the storage works Grande Dixence and Mauvoisin have been built together comprise an installed capacity of around 110 MW and with the heavyweight or the arched wall of the reservoirs and including the corresponding site development Have claimed system costs of around 2000 DM / kW. Such systems - especially when reservoirs with large water content arise in low mountain ranges should - represent a significantly disruptive interference in the natural landscape, the is indirectly burdened with additional costs. Eventually they get older Thermal power plants kept under steam in the known hours of daily maximum load, in order to be able to additionally feed the grid when this maximum load occurs. you will be still supported by modern steam power plants, which are particularly suitable for covering peak loads and today cost 600 to 700 DM / kW including the substation. The gas turbine in the open, in the closed or in the combined process is - but only to a limited extent to date - used to cover peak loads.

Die angedeuteten Lösungen des Problems befriedigen insofern noch in keiner Weise, als sie, in der Größenordnung der Spitzenlast gesehen, nur verhältnismäßig kleine Teillösungen darstellen können und mit der Notwendigkeit eines verhältnismäßig langen Stromtransportes verknüpft sind. Am Tage der Höchstlast (17. Dezember) des Jahres 1958 betrug die Spitze im Bundesgebiet rund 12,5 GW. Von dieser Höchstlast sind auf Grund amtlicher Angaben und der errechneten Jahresbelastungsdauerlinie des Bundesgebietes rund ein Drittel, das sind rund 4,2 GW Spitzenlast, die nur für 500 bis 1000 h/a benötigt werden. Nach einer Schätzung des Sekretariats des OEEC wird für das Bundesgebiet die Höchstlast der öffentlichen Versorgung und der Eigenanlagen für das Jahr 1961 auf 24,6 GW geschätzt; auch hier wird der Anteil der Spitzenlast mit einer Betriebsstundenzahl bis zu 1000 h/a ein Drittel, d. h. 8,2 GW, betragen. Gegenüber diesem kurzzeitigen Belastungsbedarf können die eingangs erwähnten und bis heute üblichen Lösungen für die Spitzenlastdekkung noch nicht voll befriedigen.The suggested solutions to the problem are still satisfactory in in no way, when viewed in the order of magnitude of the peak load, only proportionally can represent small partial solutions and with the need for a proportionate long electricity transport are linked. On the day of maximum load (December 17th) of In 1958, the peak in Germany was around 12.5 GW. From this maximum load are based on official information and the calculated annual load duration curve of the federal territory around a third, that is around 4.2 GW peak load, which is only for 500 to 1000 h / a are required. According to an estimate by the OEEC Secretariat becomes the maximum load of the public supply and own systems for the federal territory estimated at 24.6 GW for 1961; here, too, the share of the peak load with a number of operating hours up to 1000 h / a one third, d. H. 8.2 GW. In relation to this short-term load requirement, the aforementioned and solutions for peak load coverage that are still common today are not yet fully satisfactory.

In dieser Lage und in Anbetracht der zu erwartenden weiteren Entwicklung, innerhalb der sich der Spitzencharakter der öffentlichen Versorgung ohne zwangsweise Zügelung des Bedarfs nicht wird mindern lassen, bedeutet jede wirtschaftlich befriedigende Deckung der Spitzenlast einen erheblichen technischen und volkswirtschaftlichen Fortschritt. Eine befriedigende Deckung der Spitzenlast liegt dann vor, wenn einerseits die Anlagekosten je ausgebautes kW Spitzenleistung erheblich unter den Anlagekosten der eingangs aufgeführten üblichen Werke zur Spitzenlastdeckung liegen und wenn andererseits diese billigeren Spitzenleistungen kurzfristig einsetzbar sind. Dabei ist auch zu berücksichtigen, daß die installierten Leistungen der Pumpspeicherwerke und der hydraulischen Speicherwerke erst nach 50 bis 90 Sekunden voll einsetzbar sind.In this situation and in view of the further developments to be expected, within which the top character of the public supply without compulsory Curbing the need will not diminish any economically satisfactory means Covering the peak load a considerable technical and economic Progress. Satisfactory coverage of the peak load exists if on the one hand the system costs per developed kW peak power considerably below the system costs of the usual works listed at the beginning to cover peak loads and if on the other hand, these cheaper peak performances can be used at short notice. Included it must also be taken into account that the installed capacities of the pumped storage plants and of the hydraulic accumulators only after 50 to 90 seconds are fully usable.

Die vorliegende Erfindung stellt einen wesentlichen Schritt in dieser Richtung dar. Sie betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Deckung von Spitzen- und Momentanbelastungen in der Stromversorgung bei Stromerzeugung durch Gasturbinen mit vorgeschalteten Treibgaserzeugern mittels Zusatzverbrennung von Brennstoff in einer zwischengeschalteten Brennkammer. Mit der Erfindung ist die Aufgabe gelöst worden, dieses Verfahren und diese Einrichtung sowohl für den Einsatz als Momentanreserve wie auch zur Spitzendeckung besonders gut geeignet zu machen.The present invention represents an essential step in this Direction. It relates to a method and a device for covering peak and instantaneous loads in the power supply when electricity is generated by gas turbines with upstream propellant gas generators by means of additional combustion of fuel in an intermediate combustion chamber. The object is achieved with the invention been, this procedure and this facility both for use as an instant reserve as well as making it particularly suitable for tip coverage.

Das von den Treibgaserzeugern gelieferte Treibgas wird bei diesem Verfahren und dieser Einrichtung in der Zusammensetzung von etwa 80 % Luft und 20 0/0 Abgasen mit dem Zustand 3 bis 4 atü und 430 bis 460° C oder anderen Werten, jedenfalls aber mit großem Luftüberschuß im Normalbetrieb während der bekannten kritischen Belastungszeiten über eine Brennkammer geleitet, in der es im Spitzen- oder Momentanlastfall durch zusätzliche Verbrennung von Öl, Gas oder vermahlenem Kohlenstaub in seiner Temperatur erheblich (z. B. auf 700° C) gesteigert, also zwischenerhitzt und in seiner Menge anteilig erhöht wird, um in den bereits normal laufenden Gasturbinen augenblicklich zusätzliche Spitzenleistung erzeugen zu können.The propellant gas supplied by the propellant gas generators is used in this Method and device in the composition of about 80% air and 20 0/0 exhaust gases with the state 3 to 4 atm and 430 to 460 ° C or other values, but in any case with a large excess of air in normal operation during the known critical load times via a combustion chamber, in which it is at peak or instantaneous load case through additional combustion of oil, gas or ground Coal dust increased in temperature considerably (e.g. to 700 ° C), i.e. reheated and its amount is increased proportionally to in the gas turbines that are already running normally to be able to generate additional peak performance instantly.

Die Erfindung besteht nun darin, daß in einem solchen Gasturbinenkraftwerk, bestehend aus den Treibgaserzeugern, der Brennkammer und der Gasturbine, auch während der normalen Betriebsweise, d. h. ohne zusätzliche Brennstoffzufuhr in die Brennkammer, also ohne Zwischenerhitzung, der Treibgasstrom über diese Brennkammer geleitet wird, um sie für die Spitzen- und Momentanbelastung ständig auf Treibgastemperatur zu halten.The invention consists in that in such a gas turbine power plant, consisting of the propellant gas generators, the combustion chamber and the gas turbine, also during normal operation, d. H. without additional fuel supply to the combustion chamber, So without reheating, the propellant gas flow is passed through this combustion chamber, in order to constantly bring them up to the gas temperature for peak and momentary loads keep.

Zu diesem Zweck hat die doppelwandige Brennkammer gemäß der Erfindung im oberen Bereich ihres inneren Einsatzes, durch dessen Öffnung die Verbrennungsluft, hier das Treibgas, in den eigentlichen Brennraum eintreten kann, Klappen, die um die Brennstoffeinspritzdüse herum angeordnet sind. Im Fall der Spitzen- und Momentanlastdeckung sind die Klappen geschlossen; das Treibgas mit seinem erheblichen Luftüberschuß tritt dann durch Öffnungen im Brennkammereinsatz in den eigentlichen Brennraum ein, um dort durch Zusatzverbrennung zwischenerhitzt zu werden.To this end, the double-walled combustion chamber according to the invention in the upper area of their inner insert, through the opening of which the combustion air, here the propellant gas can enter the actual combustion chamber, flaps that around around the fuel injector. In the case of peak and momentary load coverage the flaps are closed; the propellant gas with its considerable excess of air then enters the actual combustion chamber through openings in the combustion chamber insert, to be reheated there by additional combustion.

Im normalen Betriebsfall sind die Klappen dagegen geöffnet, damit das Treibgas mit geringem Druckverlust unmittelbar über den Brennraum zur Gasturbine strömen kann und die Brennkammer dabei auf Temperatur hält.In normal operation, however, the flaps are open, so the propellant gas with low pressure loss directly via the combustion chamber to the gas turbine can flow and the combustion chamber keeps the temperature.

Die vier Klappen im oberen Teil der vorzugsweise runden Brennkammer sind gemäß der Erfindung so angeordnet, daß ihre Drehachsen Sekanten des Kreises sind, von dem aus der Brennkammereinsatz sich trichterförmig zum Brenner hin verjüngt. Die Drehachsen sind dabei herausgeführt und können so jeweils mit einem Stellantrieb versehen werden, die gemeinsam und gleichzeitig gesteuert zu betätigen sind.The four flaps in the upper part of the preferably round combustion chamber are arranged according to the invention so that their axes of rotation secants of the circle from which the combustion chamber insert tapers in the shape of a funnel towards the burner. The axes of rotation are brought out and can each be equipped with an actuator are provided, which are to be operated jointly and simultaneously controlled.

Die Verbesserung des Verfahrens und der Einrichtung zur Spitzen- und Momentanlastdeckung durch Gasturbinenkraftwerke mit vorgeschalteten Treibgaserzeugern mittels Zusatzverbrennung von Brennstoff in einer zwischengeschalteten Brennkammer beseht weiterhin noch darin, daß durch die zwischen den intermittierend arbeitenden Treibgaserzeugem einerseits und der Gasturbine andererseits eingefügte Brennkammer verhältnismäßig großen Volumens in den Treibgasleitungen hinter den Gassammlern der Treibgaserzeuger pulsierende und sich aufschaukelnde Gasschwingungen abgefangen und unschädlich gemacht werden, so daß gegenseitige Behinderungen der Treibgaserzeuger von der Gasseite her nicht eintreten können.Improving the process and facility for top and bottom Current load coverage by gas turbine power plants with upstream propellant gas generators by means of additional combustion of fuel in an intermediate combustion chamber continues to be seen in the fact that through the intermittent working Propellant gas generator on the one hand and the gas turbine on the other hand inserted combustion chamber relatively large volume in the propellant gas lines behind the gas collectors the propellant gas generator intercepts pulsating and swaying gas oscillations and rendered harmless, so that mutual obstructions of the propellant gas producers cannot enter from the gas side.

Die Leistungsregelung des Gasturbinenkraftwerkes findet im Normalbetrieb in an sich bekannter Weise durch die Zu- und Abschaltung von Gaserzeugern und dann durch die Leistungsregelung eines Gaserzeugers in seinen Leistungsgrenzen statt, der zur Reserve durch eine oder zwei weitere Einheiten mit Leistungsregelung ergänzt wird. Wenn z. B. 55 Gaserzeuger auf eine 40-MW-Gasturbine im Normalbetrieb arbeiten, sind drei Gaserzeuger mit Leistungsregelung ausgestattet, während 52 Gaserzeuger je mit ihrer maximalen Dauerleistung in Betrieb stehen und lediglich zu- und abgeschaltet werden.The power control of the gas turbine power plant takes place in normal operation in a manner known per se by switching gas generators on and off and then by regulating the output of a gas generator within its output limits, which is supplemented by one or two additional units with power control as a reserve will. If z. B. 55 gas generators working on a 40 MW gas turbine in normal operation, three gas generators are equipped with power control, while 52 gas generators are always in operation with their maximum continuous output and are only switched on and off will.

Im Fall der Deckung von Spitzen- und Momentanlast findet die Leistungsfeinregelung des Kraftwerkes zuerst und - um plötzliche Temperatursprünge vor der Turbine zu vermeiden - in engen Grenzen durch die Brennstoffzufuhr in der Brennkammer, die grobe Leistungsregelung aber wieder durch Zu- und Abschalten von auf Vollast laufenden Treibgaserzeugern statt. Auf diese Weise werden gemäß der Erfindung nur rund 6 % der gesamten Anzahl der auf eine Gasturbine arbeitenden Treibgaserzeuger mit Einrichtungen zur Leistungsregelung versehen, während 94 % der Gaserzeuger wesentlich billiger ohne diese Regelungseinrichtung, nur mit der Anfahreinrichtung auf maximale Last ausgestattet, ausgeführt werden können. Dieses Regelverfahren ist im Unteranspruch 4 gekennzeichnet; er wird nur im Zusammenhang mit den anderen Ansprüchen zum Schutz begehrt, stellt also einen reinen Unteranspruch dar, weil sein kennzeichnendes Merkmal gegenüber dem Stand der Technik (Zeitschrift »Marine Engineering«, Bd. 60 vom August 1955, S. 49 und 50) keine selbständige erfinderische Bedeutung hat.In the case of covering peak and instantaneous loads, the power plant's fine power control takes place first and - in order to avoid sudden temperature jumps in front of the turbine - within narrow limits through the fuel supply in the combustion chamber, but the rough power control takes place again by switching on and off those running at full load Propellant gas generators instead. In this way, according to the invention, only around 6% of the total number of propellant gas generators working on a gas turbine are provided with devices for power control, while 94% of the gas generators can be run much cheaper without this control device, only equipped with the start-up device for maximum load. This control method is characterized in dependent claim 4; it is only sought in connection with the other claims for protection, so it represents a pure subclaim because its characteristic feature compared to the state of the art (magazine "Marine Engineering", vol. 60 of August 1955, pp. 49 and 50) none has independent inventive significance.

Mit einer großen Zahl von Treibgaserzeugern, die über eine zusätzliche Brennkammer auf eine Gasturbine arbeiten, lassen sich gemäß der Erfindung erhebliche, sofort verfügbare Spitzen- und Momentanleistungen erzielen. Durch die Erhitzung des Gases in der Brennkammer ist es möglich, die Leistung an der Gasturbinenwelle im Verhältnis der absoluten Temperaturen am Eintritt und am Austritt der Brennkammer zu erhöhen. So erreicht man z. B. durch Steigerung der Gastemperatur von 430 auf 800° C eine Erhöhung der Nutzleistung um etwa 50 0/0. Wenn also beispielsweise 55 Treibgaserzeuger auf eine Gasturbine geschaltet sind, ergibt sich im Normalbetrieb eine Leistung von 40 MW. Durch zusätzliche Verbrennung von Öl im Treibgas und dessen Temperaturerhöhung auf 800° C ist eine Leistungssteigerung um 40 MW erreichbar. Die in der kritischen Belastungszeit mit nicht zwischenerhitztem Treibgas und 40 MW Leistung eingesetzte Kraftwerkseinheit kann dann die auftretende Spitze mit 80 MW decken. Das setzt aber voraus, daß im Augenblick des Beginns der Zusatzverbrennung in der Brennkammer diese gemäß der Erfindung bereits auf Treibgastemperatur vorgewärmt ist, was durch die fortdauernde Beaufschlagung der Brennkammer mit Treibgas auch außerhalb des Spitzenbetriebs erreicht wird.With a large number of propellant gas generators that have an additional Combustion chamber work on a gas turbine, according to the invention, considerable, Achieve immediately available peak and momentary performance. By heating of the gas in the combustion chamber, it is possible to increase the power on the gas turbine shaft in the ratio of the absolute temperatures at the inlet and outlet of the combustion chamber to increase. So you can z. B. by increasing the gas temperature from 430 800 ° C an increase of the useful power by about 50 0/0. For example, if 55 Propellant gas generators are connected to a gas turbine, results in normal operation an output of 40 MW. Through additional combustion of oil in the propellant gas and its An increase in output of 40 MW can be achieved by increasing the temperature to 800 ° C. Those in the critical load time with propellant gas that has not been reheated and 40 MW power plant unit used can then peak with 80 MW cover. But that assumes that at the moment of the start of the additional combustion in the combustion chamber this according to the invention already to LPG temperature is preheated, which is due to the continuous application of propellant gas to the combustion chamber is also achieved outside of peak operations.

Das gemäß der Erfindung ausgebildete und betriebene Gasturbinenkraftwerk mit vorgeschaltetenTreibgaserzeugern und einer zwischengeschalteten Brennkammer kostet bei der Ausführung von großen Anlagen, wie sie für die Spitzendeckung im Rahmen der öffentlichen Energieversorgung in Betracht kommen, nicht mehr als 450,- DM/kW und erfüllt die grundsätzliche Bedingung für die Spitzen- und Momentanlastdeckung, nämlich die sofortige Verfügbarkeit der Spitzenlast.The gas turbine power plant constructed and operated according to the invention with upstream propellant gas generators and an intermediate combustion chamber costs when executing large systems, such as those required for peak coverage in the In the context of public energy supply, no more than 450, - DM / kW and fulfills the basic condition for peak and instantaneous load coverage, namely the immediate availability of the peak load.

In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.In the figure, an embodiment of the invention is schematically shown.

Zehn Treibgaserzeuger 1 mit jeweils aufgebauten Gassammlern bzw. Druckausgleichern arbeiten über Treibgas-Sammelleitungen 2 und die Brennkammer 3 auf die Gasturbine 9, die den Generator 10 mit der Erregermaschine 11 antreibt. Die Brennkammer 3 hat einen Einsatz 4 mit Öffnungen 5, der sich nach der Brennstoffeinspritzung hin trichterförmig verjüngt. In dem kegelförmigen Abschluß des Einsatzes 4 sind Klappen 6 angebracht, die um Achsen 7 bewegt werden können. Durch den von der Außenwand der Brennkammer 3 und dem Brennkammereinsatz 4 gebildeten Ringraum strömen die Treibgase durch die Öffnungen 5 des Brennkammereinsatzes 4 in den eigentlichen Brennraum ein, der vom Einsatz 4 umschlossen ist. Die Zusatzverbrennung, d. h. die Verbrennung des zusätzlich in die Brennkammer eingeführten Brennstoffes, findet in diesem Brennraum statt; die hierzu erforderliche Verbrennungsluft ist durch den Luftüberschuß im Treibgas vorhanden. Bei der Zusatzverbrennung schließen demnach die Klappen 6 die entsprechenden Öffnungen im kegeligen Abschluß des Brennkammereinsatzes 4 ab, so daß das Treibgas den soeben beschriebenen Weg in der Brennkammer nehmen muß.Ten propellant gas generators 1, each with built-up gas collectors or pressure equalizers work via propellant gas manifolds 2 and the combustion chamber 3 on the gas turbine 9, which drives the generator 10 with the exciter 11. The combustion chamber 3 has an insert 4 with openings 5, which is funnel-shaped after the fuel injection rejuvenates. In the conical end of the insert 4 flaps 6 are attached, which can be moved around axes 7. Through the from the outside wall of the combustion chamber 3 and the combustion chamber insert 4 formed annulus flow through the propellant gases Openings 5 of the combustion chamber insert 4 into the actual combustion chamber, which is from Insert 4 is enclosed. The additional combustion, d. H. the burning of the addition fuel introduced into the combustion chamber takes place in this combustion chamber; the combustion air required for this is due to the excess air in the propellant gas available. During the additional combustion, the flaps 6 accordingly close the corresponding ones Openings in the conical end of the combustion chamber insert 4, so that the propellant gas must take the route just described in the combustion chamber.

Im Normalbetrieb der Anlage, d. h. also im Betrieb ohne Zusatzverbrennung, strömt das Treibgas von den Sammelleitungen 2 in die Brennkammer 3, und zwar unmittelbar in den Brennkammereinsatz 4; dessen Klappen 6 im kegehgen Abschluß geben dabei die dort befindlichen Öffnungen frei, so daß das verhältnismäßig große Volumen des Brennkammereinsatzes 4 mit Treibgas gefüllt ist. Die Klappen 6 sind um Achsen 7 schwenkbar, die in der Draufsicht Sekanten des Kreises bilden, von dem aus sich der Brennkammereinsatz 4 gegen den Brenner zu trichterförmig verjüngt. An den Achsen 7 sitzen außen jeweils Stellantriebe 8, die gemeinsam und gleichzeitig eingeschaltet werden. An den von dem Einsatz 4 umschlossenen Brennraum schließt sich unmittelbar die Gasturbine 9 an, die den Generator 10 mit der Erregermaschine 11 antreibt.In normal operation of the system, ie in operation without additional combustion, the propellant gas flows from the collecting lines 2 into the combustion chamber 3, specifically directly into the combustion chamber insert 4; its flaps 6 in the conical conclusion give the openings located there free so that the relatively large volume of the combustion chamber insert 4 is filled with propellant gas. The flaps 6 can be pivoted about axes 7 which, when viewed from above, form secants of the circle from which the combustion chamber insert 4 tapers to a funnel-shaped manner towards the burner. On the outside of the axes 7 are each actuating drives 8, which are switched on together and at the same time. The gas turbine 9, which drives the generator 10 with the exciter 11, directly adjoins the combustion chamber enclosed by the insert 4.

Ein Anwurfmotor ist nicht erforderlich, da von den Treibgaserzeugern 1 bereits verdichtetes Treibgas geliefert wird.A starter motor is not required because it is powered by the propellant gas generators 1 already compressed propellant gas is supplied.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren und Einrichtung zur Deckung von Spitzen- und Momentanbelastungen in der Stromversorgung bei Stromerzeugung durch Gasturbinen mit vorgeschalteten Treibgaserzeugern mittels Zusatzverbrennung von Brennstoff in einer zwischengeschalteten Brennkammer, dadurch gekennzeichnet, daß auch während des Betriebes der Treibgaserzeuger (1) und der Gasturbine (9) ohne Zusatzverbrennung die Brennkammer (3) von Treibgas durchströmt und damit auf dessen Temperatur gehalten wird, wozu Klappen (6) im Einsatz (Flammrohr 4) der doppelwandigen Brennkammer (3) angeordnet sind, mittels denen das Treibgas mit geringstem Druckverlust unmittelbar durch den Brennraum hindurch zur Gasturbine (9) strömen kann. PATENT CLAIMS: 1. Procedure and equipment for covering peak and instantaneous loads in the power supply when electricity is generated by gas turbines with upstream propellant gas generators by means of additional combustion of fuel in an intermediate combustion chamber, characterized in that also during the operation of the propellant gas generator (1) and the gas turbine (9) without additional combustion propellant gas flows through the combustion chamber (3) and is thus kept at its temperature is, for which flaps (6) in use (flame tube 4) of the double-walled combustion chamber (3) are arranged, by means of which the propellant gas with minimal pressure loss directly can flow through the combustion chamber to the gas turbine (9). 2. Verfahren und Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den gemeinsamen Treibgasleitungen (2) hinter den Druckausgleichsgefäßen der Treibgaserzeuger (1) etwa auftretenden Gasschwingungen in dem großen Rauminhalt der Brennkammer (3), in die sämtliche Treibgasleitungen (2) einmünden, abklingen. 2. Procedure and facility according to claim 1, characterized in that in the common propellant gas lines (2) Any occurring behind the pressure equalization vessels of the propellant gas generator (1) Gas oscillations in the large volume of the combustion chamber (3), in which all propellant gas lines (2) merge, decay. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (6) in dem Brennkammereinsatz (Flammrohr 4) zur direkten Durchleitung des Treibgases durch den Brennraum nach der Gasturbine (9) um Achsen (7) schwenkbar sind, die Sekanten des Kreises des Brennkammereinsatzes (Flammrohr 4) sind, von dem aus sich der Einsatz (Flammrohr 4) zur Kraftstoffeinführung hin verjüngt, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (7) der Klappen (6) aus der Brennkammer (3) herausführen und mit gleichzeitig wirkenden Stellantrieben (8) ausgerüstet sind. 3. Device according to claim 2, characterized in that the flaps (6) in the combustion chamber insert (flame tube 4) for direct passage of the propellant gas through the combustion chamber after the gas turbine (9) are pivotable about axes (7), the secants of the circle of combustor liner (flame tube 4), (4 flame tube) is tapered from which the insert toward the fuel introduction, further characterized in that the axes (7) of the flaps (6) lead out of the combustion chamber (3) and at the same time acting actuators ( 8) are equipped. 4. Verfahren und Einrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß erstens die Leistungsregelung zunächst durch die Zu- und Abschaltung von mit Vollast arbeitenden Treibgasgeneratoren (1) und dann innerhalb der Leistungsgrenzen eines Treibgasgenerators (1) durch die Leistungsregelung eines (oder einiger weniger) Treibgasgenerators(en) erfolgt, so daß die Mehrzahl der Treibgasgeneratoren (1) keines Leistungsreglers bedarf, und daß zweitens die Brennstoffzufuhr in den Einsatz (4) der Brennkammer (3) lediglich auf konstante Gastemperatur vor der Gasturbine (9) geregelt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Bauzeitung, 66. Jahrgang, Heft vom 4. Dezember 1948, S. 676 und 677; Zeitschrift »Marine Engineering«, Bd. 60 (1955), Heft Nr. 8, S. 49 und 50; Druckschrift der Firma DEMAG-MODAG, Nr. 330 vom April 1958, S. 19.4. The method and device according to claims 1, 2 and 3, characterized in that firstly, the power control initially by the connection and disconnection of working at full load propellant gas generators (1) and then within the performance limits of a propellant gas generator (1) by the power control of a (or a few) propellant gas generator (s) takes place, so that the majority of the propellant gas generators (1) do not require a power regulator, and secondly, the fuel supply in the insert (4) of the combustion chamber (3) only to a constant gas temperature upstream of the gas turbine (9) is regulated. Publications considered: Schweizerische Bauzeitung, 66th year, issue of December 4, 1948, pp. 676 and 677; "Marine Engineering" magazine, Vol. 60 (1955), Issue No. 8, pp. 49 and 50; Publication from DEMAG-MODAG, No. 330 from April 1958, p. 19.
DEE18253A 1959-09-16 1959-09-16 Method and device for covering peak and momentary loads in the power supply when generating electricity by gas turbines with upstream propellant gas generators by means of additional combustion of fuel in an intermediate combustion chamber Pending DE1108986B (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1998046871A1 (en) * 1997-04-15 1998-10-22 Alliedsignal Inc. Dual turbogenerator auxiliary power system

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